Проектирование лесовозной автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Проектирование лесовозной автомобильной дороги

1.1 Природные условия района строительства дороги

1.2 Основные нормы проектирования лесовозной автомобильной дороги

1.3 Трассирование дороги по карте, расчет элементов плана трассы

1.4 Проектирование продольного профиля дороги

1.5 Выбор и обоснование параметров поперечных профилей земляного полотна, водоотвода и водопропускных сооружений

1.6 Расчет дорожной одежды

1.7 Расчет профильного объема земляных работ

2. Организация вывозки древесины

2.1 Расчет эксплуатационных показателей подвижного состава

2.2 Расчет измерителей работы транспорта и производительности подвижного состава

2.3 Определение потребности в материальных и трудовых ресурсах на вывозку древесины

2.4 Исследование влияния расстояние вывозки на производительность подвижного состава и календарное планирование вывозки древесины

Заключение

Библиографический список

строительство автомобильный дорога лесовозный

Введение

Основная часть заготавливаемой древесины транспортируется по лесовозным автомобильным дорогам от мест ее заготовки к местам потребления. В связи с этим в России необходимо ежегодно строить более 7,5 тыс. км лесовозных дорог всесезонного действия.

Первым этапом строительства лесовозных автомобильных дорог является их проектирование, чему и посвящен курсовой проект по дисциплине "Сухопутный транспорт леса". Проектирование лесовозной автомобильной дороги является довольно сложным и ответственным процессом, который зависит от природных условий района строительства, категории дороги, рельефа местности и должен удовлетворять требованиям норм проектирования.

Данный курсовой проект направлен на обучение студентов такими навыками как умение трассирования дороги по карте, расчет элементов плана дороги, проектирование продольного профиля дороги, выбор и расчет параметров земляного полотна и водопропускных сооружений, расчет дорожной одежды и профильного объема земляных работ.

Заключительным этапом курсового проектирования по дисциплине "Сухопутный транспорт леса" является разработка положении организации вывозки древесины, где производят расчет эксплуатационных показателей и производительности подвижного состава, определяют потребность в материалах и трудовых ресурсах на вывозку древесины, изучают влияние расстояния вывозки на производительность подвижного состава, разрабатывают календарный план вывозки древесины.

1. Проектирование лесовозной автомобильной дороги

1.1 Природные условия района строительства дороги

Строительство лесовозной автомобильной дороги производится в республике Башкортостан. Республика расположена на склонах Южного Урала и в Предуралье. Высшая точка на территории Башкирии -- гора Ямантау (1640 метров). Протяжённость республики с севера на юг -- 550 км, с запада на восток -- 430 км. Крупнейшие реки: Белая (Агидель) (1430 км) и её притоки Нугуш (235 км).

Климат континентальный. Среднегодовая температура +0,3° в горах и +2,8° на равнине. Средняя температура января -18°, июля +18. Число солнечных дней в году колеблется от 287 в Аксеново и Белорецке до 261 в Уфе (наименьшее число дней приходится на декабрь и января, наибольшее -- на летние месяцы). Средний абсолютный минимум температуры воздуха составляет -41°, абсолютный максимум +35°. Устойчивый переход температуры воздуха через 0° происходит 4-9 апреля весной и 24-29 октября -- осенью, в горных районах соответственно 10-11 апреля и 17-21 октября. Число дней с положительной температурой воздуха 200--205, в горах 188--193. Средняя дата последнего заморозка 21-30 мая, самая поздняя 6-9 июня, а в северных и горных районах -- 25-30 июня. Средняя дата первого заморозка 10-19 сентября, самая ранняя -- 10-18 августа.

Леса занимают более 40 % территории республики. В Предуралье это смешанные леса, севернее, в западном предгорье, расположены сосноволиственные и берёзовые леса и темнохвойная тайга. В Предуралье также распространены лесостепи с берёзовыми и дубовыми лесами, разнотравноковыльные степи. Почвы в основном серые лесные, чернозёмные, дерново- подзолистые. Климатические условия оказывают влияние на выбор места проложения дороги, высоту земляного полотна, сроки и процессы проведения дорожно-строительных работ. Для разработки проекта дороги устанавливаем следующие климатические характеристики:

дорожно-климатическая зона проложения дороги - II (подзона И₂);

средняя толщина снежного покрова - 0,5 м;

средняя глубина промерзания грунтов: глинистых - 150 см, песчаных -

170 см;

Рельеф местности обуславливает величину применяемых продольных уклонов, направление и извилистость трассы, объем земляных работ. Рельеф местности определяется по карте района проложения дороги.

Равнинный тип рельефа характеризуется ровными пространствами, долинами рек с пологими склонами и широкими спокойными водоразделами с наибольшими уклонами местности до 70 %о и наибольшими колебаниями отметок не более 30 м на 1 км. Данные параметры рельефа соответствуют карте, использованной для камерального трассирования.

Грунтовые условия влияют на форму и размеры земляного полотна, конструкцию и толщину дорожной одежды, производительность дорожностроительных машин. Грунты представлены песком пылеватым (ПК 0 - ПК 30) и супесью пылеватой (ПК 30 - ПК 60).

Гидрологические и гидрогеологические условия определяют количество и величину отверстий водопропускных сооружений, систему и конструкцию водоотводных сооружений, влияют на форму и размеры земляного полотна. Трасса пересекает реку шириной 20...25 м. Тип местности по степени и характеру увлажнения - 2, на пойменных участках и участках с высоким стоянием грунтовых вод - 3. Участки с высоким стоянием грунтовых вод: ПК 10 - ПК 15 (расчетная глубина залегания грунтовых вод 0,8 м) и ПК 45 - ПК 53 (расчетная глубина залегания грунтовых вод 0,5 м).

Таксационные показатели древостоев оказывают непосредственное влияние на принятие ряда решений при проектировании дорог. Распределение запасов древесины определяет расположение магистрального пути, веток, усов; длина деревьев, хлыстов (25 м) определяет расстояние между кониками лесовозных автопоездов. Породный состав насаждений влияет на выбор типа автопоезда и предъявляет требования к их грузоподъемности и вместимости.

Сложившиеся технологические связи и инфраструктура лесных регионов обуславливают темпы и объемы строительства и реконструкции дорог, категории дорог и отдельных участков, предъявляют требования к конструкции дорожных элементов и сооружений.

1.2 Основные нормы проектирования лесовозной автомобильной дороги

Нормы проектирования регламентируют требования к дороге, ее элементам и сооружениям и определяют допустимые значения параметров дороги, ее элементов и сооружений. Нормы проектирования лесовозных дорог регламентируются СНиП 2.05.07-91* [4] в зависимости от годового грузооборота. Лесовозные усы и зимние лесовозные дороги проектируют в соответствии с инструкцией ВСН 01-82 [5]. Внешние автомобильные дороги и внутренние автомобильные дороги, подлежащие в перспективе к включению в состав сети дорог общего пользования и имеющие регулярное движение пассажирского транспорта или предназначенные для движения гусеничных транспортных средств проектируются по СНиП 2.05.02-85* [6]. Лесовозные дороги отличаются односторонним направлением грузопотока. Грузопоток направлен от лесосек (из леса) к пункту потребления древесины (например, к лесному складу), объемы грузов завозимых в лес и пассажирских перевозок не значительны по сравнению с объемами вывозки древесины, а поэтому выделяются два направления: порожняковое (от лесного склада к лесосекам); грузовое (из лесосек к лесному складу).

Наибольший продольный (руководящий) уклон i_p (доли единицы) дороги должен преодолеваться всеми типами транспортных средств с полной нагрузкой прогнозируемого на перспективу состава движения на второй передаче коробки передач (КП). Если транспортное средство имеет КП с делителем или раздаточную коробку (РК), то наибольший уклон должен преодолеваться одиночным транспортным средством (без прицепного состава) на второй высшей передаче КП или на высшей передаче РК и второй передаче КП, автопоездом - на второй низшей передаче КП или низшей передаче РК и второй передаче КП. Величина наибольшего уклона должна обеспечивать возможность трогания транспортных средств с места на первой передаче КП с полной нагрузкой и ускорением не менее 0,3 м/с². Наибольший продольный уклон дороги должен обеспечивать возможность остановки транспортных средств на резервном расстоянии S_p (S_p=5... 10 м) от препятствия при торможении на спуске.

(1.1)

Где F - касательная сила тяги, кН;

Q - масса транспортного средства, т;'

g - ускорение свободного падения, м/с ;

- коэффициент сопротивления качению при малых скоростях (20 км/ч и менее).

Принимаем следующие исходные данные: f₀=0,035; g=9,81 м/с ; расчетные характеристики автопоезда приведены в табл. 1.1 - 1.3.

Таблица 1.1 Эксплуатационные параметры лесовозного автопоезда.

Автопоезд	Полная допустимая масса автопоезда, т	Масса снаряженного автопоезда без груза, т	Допустимая масса груза, т	Допустимый объем груза (м3) при плотности древесины 0,8 т/м3
ЗИЛ-131+ТМЗ-802	22,37	9,37	13,0	16,3

Касательная сила тяги по сцеплению составляет

, (1.2)

где

Q - сцепная масса транспортного средства (масса, приходящаяся на ведущие колеса), т;

- коэффициент сцепления колеса с покрытием при малых скоростях движения (принимается для неблагоприятных зимних условий - 0,25).

Для груженого автопоезда =14,45x9,81x0,25=35,44 кН

=

Для порожнего автопоезда =13,15x9,81x0,25=32,25 кН 32 25

=

Таблица 1.2 Динамические и весовые характеристики автомобиля-тягача

Показатель	ЗИЛ-131
Колесная формула	6x6/1
Касательная сила тяги, кН (скорость движения, км/ч) на первой передаче КП: низшей высшей	62,0 (3,13) 29,7 (6,55)
Касательная сила тяги, кН (скорость движения, км/ч) на второй передаче КП: низшей высшей	34,1 (5,7) 16,4(11,9)
Коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс на первой передаче КП: низшей высшей	12 2,8
Масса с грузом, т	11,93

Таблица 1.3 Геометрические и весовые параметры автопоезда

Показатель	3MJI-131+TM3-802
Колея, м	1,82
Габаритная ширина, м	2,5
Масса с грузом, т	22,37
Масса без груза, т	9,37
Сцепная масса с грузом, т	11,93
Сцепная масса без груза, т	9,37

Предельный подъём (доли единицы), на котором возможно трогание с места.

(1.3)

Где - коэффициент сопротивления троганию с места, равный 0,015;

а - ускорение при трогании с места, м/с².

Для груженого автопоезда

=

Для порожнего

=

Максимальный спуск не должен превышать величину безопасного спуска i_cn (доли единицы), определяемого по формуле

(1.4)

где

f- коэффициент сопротивления качению, определенный для скорости

v = 0.5v_p (v_p - расчетная скорость движения км/ч);

- коэффициент, учитывающий долю массы транспортного средства, приходящуюся на тормозные оси, если все оси транспортного средства тормозятся, то к_тор = 1;

- коэффициент сцепления, определенный для скорости v = 0,5v_p;

К_э - коэффициент эффективности торможения, равный для автопоездов

1,3... 1,4 при коэффициенте сцепления до 0,4;

v₀ - начальная скорость торможения (v₀ -v_p), км/ч;

S_B - расчетное расстояние видимости поверхности дороги (для остановки), м;

t_nod -время подготовки к торможению равное 2 с.

f = + K_f(v-20); =-(v-20), (1.5)

где К_f - коэффициент, изменения сопротивления качению, равный для грузовых автомобилей и автобусов 0,00025, для легковых автомобилей 0,0002;

коэффициент снижения значения коэффициента сцепления в зависимости от скорости движения равный 0,003 (км/ч)' .

Расчетную скорость движения v_p устанавливаем в зависимости от категории дороги для чего найдем грузооборот проектируемого головного участка магистрали Q_r=170+200+140=510 тыс. м , что соответствует категории II-в (см. табл. 1.4). Согласно [4] для межплощадочной дороги категории II-в v_p=60 км/ч=16,7 м/с. Для 0,5v_p f=0,035+ 0,00025(30-20) =0,04; = 0,25-0,002(30-20)=0,23.

Таблица 1.4 Классификация лесовозных автомобильных дорог в рамках внутриплощадочных и межплощадочных промышленных дорог

Вид и общее назначение дорог	Расчетный объем перевозок в год, тыс. т/тыс. м3	Категория дороги
Производственные, обеспечивающие связи предприятий, их отдельных цехов, лесных складов и разрабатываемых лесных массивов (лесовозные магистрали)	Более 700/875 (350...700)/(438...875) До 350/438	1.8 в 1.9 в Ш-в
Лесовозные магистрали и ветки	До 100/125	IV-в
Служебные и патрульные дороги	--	1У-в

Примечание. Объем перевозок в установлен при плотности древесины т/

Минимально допустимое значение радиуса вогнутой вертикальной кривой определяется из условия ограничения центробежного ускорения, возникающего при движении по кривой

, (1.6)

Где - допускаемое центробежное ускорение, а_доп <0,5 м/с .

Минимально допустимое значение радиуса выпуклой вертикальной кривой определяется из условия обеспечения видимости дороги в продольном профиле

, (1.7)

гдеd_B - высота глаз водителя над поверхностью дороги (м), принимается: для легковых автомобилей 1,2 м; для грузовых и автобусов - 1,8 м.

Параметр переходной кривой С (м²), необходимый для определения ее длины L (м), равен

C=RL=, (1.8)

Где R - радиус кривой в плане, м;

J_доп ~ допускаемая величина нарастания центробежного ускорения, J_доп- =0,3...0,5 м/с³.

Значение ширины проезжей части В₀ для двухполосной дороги с встречным движением равно

В₀ = s + d+ 2а₁+а₂, (1.9)

Где s,d - соответственно ширина колеи и габаритная ширина расчетного транспортного средства, м;

a_1,a₂ - параметры, учитывающие динамические габариты транспортных средств, м.

; , (1.10)

Ширина земляного полотна В равна B-B₀+ 2O, где О - ширина обочины, м. 0=1,5 м [4].

=

=

В₀ = s + d+ 2а₁+а₂ =

Количество дней работы лесовозного автомобильного транспорта в год А_р (дн.) при круглогодовой вывозке равно

(1.11)

Где А_к - количество календарных дней в году, дн.;

а_РН - продолжительность рабочей недели, дн.;

А_П - количество праздничных дней в году, дн.;

А_и - количество дней в году неблагоприятных для работы транспорта по погодным условиям, дн.;

А₃ - количество рабочих дней в году остановки работы транспорта в периоды весенней и осенней распутиц, дн.

Нормы проектирования дороги представлены в табл. 1.5.

Таблица 1.5 Нормы проектирования головного участка транспортной сети

Наименование показателя	Единица измерения	Значение показателя
Протяженность	км	8,5
Годовой грузооборот	тыс. м	390
Г одовой грузооборот	млн. т	0,312

Нормы проектирования головного участка транспортной сети

Функциональное назначение	Межплощадочная дорога
Техническая категория дороги	--	Ш-в
Дорожно-климатическая зона и подзона	--
Количество дней работы в год	ДН.	276
Расчетная скорость движения	км/ч	60
	м/с	13,7
Тип дорожной одежды	--	Облегченные
Число полос движения	--	2
Ширина обочин	м	1.5
Ширина проезжей части
нормативная	м	7
расчетная	м	7,2
Ширина полос обочин:
укрепительной (краевой)	м	--
укрепленной	м	1
грунтовой	м	0,5
Ширина земляного полотна
нормативная	м	10,5
расчетная	м	10,2
Поперечный уклон поверхности проезжей части	‰	28
Поперечный уклон поверхности укрепленных	‰
обочин		30
Поперечный уклон поверхности грунтовых обо	‰
чин		40
Расчетное расстояние видимости:
поверхности дороги	м	150
встречного автомобиля	м	300
Наибольший продольный уклон (подъем) в грузовом направлении:	‰
нормативный		30
расчетный		84
для трогания с места		42
Наибольший продольный уклон (подъем) в порожняковом направлении:	‰
нормативный		50
расчетный		215
для трогания с места		170
Безопасный спуск	‰	141
Наименьший радиус кривых в плане	м	600
Параметр переходной кривой	м2	9315
Наименьшие радиусы кривых в продольном про
филе (вертикальных кривых):
Выпуклых:
нормативный	м	5000
расчетный	м	6250
Вогнутых:
нормативный	м	2000
расчетный	м	558

Примечание. Годовой грузооборот (млн. т) определяется при плотности древесины 0,8 т/м³.

1.3 Трассирование дороги по карте, расчет элементов плана трассы, сравнение вариантов трассы

Трасса - сложная линия, закрепленная на местности или нанесенная на карту, план или аэрофотоснимки и определяющая в пространстве положение оси дороги. Трасса представляет собой ортогональную проекцию оси дороги на естественную поверхность земли. Трассирование - процесс проложения дороги на местности или по карте. Предварительное трассирование дороги производится по карте, плану или аэрофотоснимкам (камеральное трассирование), что позволяет выбрать направление с учетом особенностей рельефа местности, подобрать необходимые радиусы кривых. Трассирование на местности предполагает прокладку трассы дороги по материалам, полученным при камеральном трассировании с корректировкой параметров, которая обуславливается местными особенностями, не указанными на картах, планах или аэрофотоснимках.

При камеральном трассировании проводится карандашом линия, соединяющая по прямой опорные точки трассы: начало трассы (НТ) и конец трассы (КТ). Полученная линия называется - воздушная линия. Вблизи воздушной линии определяется расположение пониженных точек на водоразделах, устанавливаются наиболее удобные места перехода через реки, болота и т.п. Подобные точки, через которые заведомо целесообразно или необходимо проложить трассу, называются фиксированными. С учетом опорных и фиксированных точек определяются варианты направления проектируемой линии.

Рельеф местности обусловливает сложность проложения трассы. По трудности укладки трассу разделяют на участки: вольного хода, на которых естественные уклоны местности меньше наибольшего продольного уклона дороги; стесненного хода, где естественные уклоны местности больше принятой величины наибольшего продольного уклона дороги. Участки трассы вольного хода прокладывают по наикратчайшему направлению через фиксированные точки с обходом контурных препятствий небольшими углами поворота (до 20 град.) с таким расчетом, чтобы препятствие находилось с внутренней стороны кривых, разбиваемых на углах поворота.

На участках стесненного хода при особо сложном рельефе местности следует сделать несколько вариантов трассы и выбрать наилучший. При трассировании необходимо максимально использовать наибольший уклон трассирования, т.е. наибольший продольный уклон дороги.

В общем случае при трассировании участков, как вольного, так и стесненного ходов следует придерживаться также следующих правил: болота пересекать в самом узком и неглубоком месте, овраги обходить, при обходе оврагов трасса должна располагаться не ближе 70... 100 м от его вершины; пересечения существующих, дорог производить на прямых участках пути и по возможности ближе к прямому углу; избегать резкого перехода от кривых большого радиуса к кривым малого радиуса; пересечение рек производить в наиболее узкой части поймы на прямых участках русла в высоких берегах, большие водотоки желательно пересекать по нормали к направлению течения.

Трасса на карте (см. прил. 1) проложена в соответствии с рекомендациями [5, 6, 7, 10].

После проложения трассы дороги, которая представляет собой ломаную линию, состоящая из отрезков длиной S(k-i)-k (м), где индекс к означает номер вершины угла поворота, для двух вариантов трассы измеряют и рассчитывают углы поворота, дирекционные углы (азимуты) и румбы. Магнитный А_маг и астрономический А_ист азимуты связаны между собой зависимостью А_ист = А_маг+8, где 5 - склонение магнитной стрелки, град. Дирекционный угол а и астрономический азимут связаны между собой зависимостью А_ист = а + у, где у-угол сближения меридианов, град. Углы 5 и у определяются по схеме, приведенной в зарамочном оформлении карты, если угол склонения магнитной стрелки или сближения меридианов восточный, то его значение положительное, а если западный, то его значение отрицательное. Между румбами г и азимутами А или дирекционными углами а существует зависимость (табл. 1.5)

Таблица 1.5 Зависимость румба r от дирикционного угла а или азимута А

Дирекционный угол, град.	Румб
	направление	значение, град.
0...90	св	г=а
90...180	юв	г=180-а
180...270	юз	г=а-180
270...360	сз	г=360-а

Изменение направления трассы называется поворотом, а угол между продолжением к-го отрезка ломаной кривой трассы и (к + 1)-ым отрезком называется углом поворота 0, узловые точки ломаной трассы называются вершинами углов поворота (ВУ), а расстояния (длины отрезков ломаной трассы) S(k-i>i - расстояниями между вершинами углов поворота. Углы поворота и их вершины нумеруются арабскими числами по ходу направления трассы. В зависимости от направления углы поворота бывают правые и левые, правые углы считаются положительными, а левые - отрицательными.

Все измерения и расчеты представлены в ведомости прямых и кривых.

Рассчитав углы поворота трассы устанавливаем радиусы кривых которые должны назначаться в нормальных условиях не менее 1000 м. Если размещение кривой с радиусом 1000 м и более не возможно, то допускается применение радиусов величиной до 1000 м, но не менее указанных в СНиП 2.05.07-91*. Во всех случаях следует назначить стандартные значения радиусов кривых (м): 5000; 4000; 3000; 2500; 2000; 1500; 1000; 800; 700; 600; 500; 400; 300; 250; 200; 150; 125; 100; 60; 30; 25; 20; 15.

Радиус кривой в плане обосновывают исходя из возможности размещения смежных кривых и устройства между ними прямой вставки, или переходных кривых, ограничения длин прямых вставок (максимальная длина прямой вставки - 1500 м). Следует учитывать, что пересечение существующих дорог, водотоков, лощин более рационально осуществлять прямыми участками (прямыми вставками).

Зная расстояние между вершинами углов S(k-i)-i, расстояния от вершин до пересекаемых объектов (водотоков) можно выбрать величину радиуса /tg, где S - расстояние от ВУ до пересекаемого объекта. Например для первого варианта трассы:

/tg=

/tg=

Простая кривая, представляющая собой дугу окружности с радиусом R, устраивается на лесовозных дорогах при R>250 м, а на подъездных дорогах при R > 400 м. Данная кривая характеризуется следующими параметрами: Т, К, Б.

а) тангенс

tg; (1.12)

для первого варианта трассы:

б) кривая (длина кривой)

(1.13)

для первого варианта трассы:

в) биссектриса - расстояние от ВУ до середины кривой

(1.14)

для первого варианта трассы:

При устройстве кривой трасса сокращается на величину домера Д равного

Д = 2 Т-К; (1.15)

Для первого варианта трассы :

Трасса делится на участки длиной 100 м, которые называются пикетами и на участки длиной 1000 м, которые называются километры, десять пикетов образуют километр. Положение точек трассы определяют в пикетажном выражении вида ПК А + В, где А - номер пикета на котором расположена точка; В - расстояние от начала данного пикета до рассматриваемой точки, м. Пикеты и километры разбивают от НТ начиная с нулевого (ПК 0; км 0). После каждой вершины угла поворота откладывают величину домера, рассчитанную в зависимости от параметров кривой, вписываемой в данный угол, которая не учитывается при разбивке пикетов, то есть остаток длины пикета после ВУ откладывается больше своей длины на величину домера.

Положение НК и КК при разбивке кривой устанавливается путем отмера тангенсов от ВУ в соответствующую сторону; для установления НК и НТ, а КК - к КТ. Пикетажное положение НК и КК определяют по зависимостям:

НК = ВУ - Т; КК = НК + К, (1.16)

Где ВУ - пикетажное положение вершины угла поворота, определяемое по формулам:

ВУ1 = Sht-ь ВУк = ВУ(к-1) + S_(k._1}._k - Д _к-ь ВУп = ВУ(п-1) + S_(n._1>e - Д_п-1 (1.17)

Для первого варианта трассы:

Пикетажное положение КТ равно

КТ = ВУn + S_n-_KT - Д _п, (1.18)

тогда

Длина прямой вставки П равна

Пнт-1 = НК 1; Цы* = HKk - КК(к-1); П_П._КТ = КТ - ККп, (1.19)

НК1, HKk - соответственно пикетажные положения начала кривых 1- го и k-го углов поворота;

KK(k-l), KKn - соответственно пикетажное положение концов кривых (к- 1 )-го и n-го углов поворота.

Таблица 1.6 Сравнение вариантов трассы

Наименование показателей	Единица измерения	Показатели по вариантам	Оценка по вариантам
		I	II	I	II
Длина трассы	м
Число углов поворота	шт.
Средняя величина угла поворота	град.
Средний радиус поворота	м
Минимальный радиус поворота	м
Число пересекаемых водотоков постоянных	шт.

В результате сравнения двух вариантов трассы, мы выбираем первый для дальнейшего проектирования лесовозной автомобильной дороги.

План трассы, нанесенный на карту и ведомости прямых и кривых, представлены в прил. 1 и 2.

1.3 Проектирование продольного профиля дороги

Проектирование продольного профиля дороги заключается в построении и расчете проектной линии - проекции бровки земляного полотна на развертку вертикального разреза земляного полотна и его подошвы секущей поверхностью, проходящей по оси дороги перпендикулярно уровненной поверхности. Для обеспечения удобного и безопасного движения и минимизации затрат на строительство, при нанесении проектной линии необходимо обеспечить: не превышение руководящего уклона i_p; прохождение проектной линии с заданными отметками на контрольных (фиксированных) точках трассы; видимость дороги в продольном профиле и плавное изменение уклонов путем устройства вертикальных кривых; отвод воды от земляного полотна; небольшие объемы земляных работ и возможность их комплексной механизации.

На ПК 0 принимаем рабочую отметку 1,0 м.

Возвышение бровки дороги h_p (руководящая рабочая отметка) над поверхностью земли при необеспеченном поверхностном стоке (2-й тип местности) определяется по формуле

(1.20)

где

h_П- необходимоевозвышение поверхности покрытия над поверхностью земли (м) при необеспеченном поверхностном стоке, принимаемое по [6];

- соответственно ширина (м) и поперечный уклон (доли единицы) укрепительной (краевой), укрепленной и грунтовой полос обочины.

При грунте земляного полотна - супесь легкая крупная: h_n = 0,9 м, h_p =0,86 м.

При грунте земляного полотна - супесь пылеватая: h_n= 1,2 м, h_p = 1,16 м.

Возвышение бровки дороги h_P над уровнем грунтовых вод определяется по формуле

(1.21)

Где

- необходимоевозвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод (м), принимаемое по [8];

- расчетный уровень (глубина) залегания грунтовых вод, м.

При грунте земляного полотна - супесь легкая: h_p =0,26 м.

При грунте земляного полотна - песок мелкий: h_p =0,96 м.

Проектная отметка Н_р на участках стояния поверхностных вод определяется по формуле

(1.22)

- необходимое возвышение поверхностипокрытия над уровнем по

верхностных вод (м), принимаемое по [8];

- расчетный уровень стояния поверхностных вод в принятой системе высот, м.

На участках пересечения реки и ручья принимаем рабочую отметку (не менее) 8 м.

Шаг проектирования d₀ (м) (минимальную длину отрезка проектной линии) можно определить по формуле

, (1.23)

i_p - руководящий уклон, ‰;

- соответственно радиусы выпуклой и вогнутой вертикальных кривых, м.

Нанесение проектной линии начинают с обозначения контрольных точек. Процесс накладки проектной линии начинают с предварительного нанесения ее на отдельном отрезке пути длиной d (м) (d>d₀) с близкими по значению уклонами составляющих этот отрезок участков линии земли. Затем рассчитывают уклон i построенного участка проектной линии и округляют его до целых ‰

i=1000, (1.24)

H_d,H₀ - соответственно принятые проектные отметки в конце и начале участка проектной линии длиной d, м.

С учетомполученного иокругленного доцелых‰

уклонаiрассчитывают проектныеотметкиН_прдля всех пикетовиплюсовыхточек(кроме начальной) на проектируемом отрезке проектной линии

, (1.25)

s - расстояние от начала участка до рассматриваемой точки (0?s?5), м.

В формуле (1.25) знак "+" применяется, если участок проектной линии является подъемом, а знак "-" - для спуска.

Рабочая отметка в конкретной точке определяется как разность проектной отметки и отметки земли в данной точке. При пересечении проектной линией линии земли расстояние а (м) от точки пересечения до ближайшего пикета или плюсовой точки с рабочей отметкой h_a (м) определяется по формуле

a=, (1.26)

b - расстояние от пикета или плюсовой точки, имеющей рабочую отметку h_a до пикета или плюсовой точки расположенной после точки пересечения проектной линии с линией земли и имеющей рабочую отметку h_b, м.

Точки, в которых проектная линия изменяет уклон, называются переломами проектной линии. Переломы проектной линии бывают выпуклые и вогнутые, выпуклый перелом располагается выше линии соединяющей концы сопрягаемых в этом переломе отрезков проектной линии, а вогнутый ниже названной линии. Если сопрягаемые отрезки имеют соответственно уклоны и i₂, то в точке перелома происходит изменение продольного уклона дороги на величину при условии, что уклоны направлены в одну сторону и на величину при условии, что уклоны направлены в разные стороны. СНиП 2.05.07-91* [7] рекомендует переломы проектной линии продольного профиля лесовозных дорог сопрягать вертикальными кривыми с целью обеспечения удобства и безопасности движения при разности уклонов А/ (‰) сопрягаемых элементов проектной линии: 20 и более - на межплощадочных дорогах II-в, III- в и IV-в категорий; 30 и более - на дорогах IV-в категории (служебных и патрульных дорогах и лесовозных ветках). Вертикальные кривые бывают двух видов: выпуклые, которые устраиваются в выпуклых переломах проектной линии и вогнутые, устраиваемые в вогнутых переломах проектной линии.

При разбивке способом тангенсов положение начала (НВК) и конца (КВК) вертикальной кривой определяется путем откладывания тангенсов Т от точки перелома проектной линии. При замене перелома проектной линии вертикальной кривой проектная отметка точки перелома проектной линии увеличивается в случае вогнутых кривых на величину биссектрисы Б, а в случае выпуклых кривых уменьшается на ту же величину.

Параметры вертикальной кривой: длина К, тангенс Т, и биссектриса Б определяются по формулам:

К = R_BK i/1000; Т = К/2; B = K²/(8R_BK). (1.27)

Расчет вертикальных кривых выполнен в соответствии с [1, 5, 6, 11].

Таблица 1.7 Параметры вертикальных кривых проектной линии

№ кривой	Положение перелома проектной линии	Разность сопрягаемых уклонов	Вид кривой	Радиус, м	Тангенс, м	Биссектриса, м
ВК1	ПК 10	46	Выпуклая	5000	115	1,3
ВК2	ПК 31	27	Вогнутая	2000	27	0.18
ВКЗ	ПК 35	33	Вогнутая	2000	33	0,3
ВК4	ПК 46	60	Выпуклая	5000	150	2,25
ВК5	ПК 57	14	Выпуклая	5000	0,7	0,12

Запроектированный продольный профиль участка дороги протяженностью 6 км (ПК 0 - ПК 60) представлен в прил. 3.

1.4 Выбор и расчет параметров земляного полотна, водоотвода и водопропускных сооружений

Земляное полотно имеет ширину 10,5 м, в том числе проезжая часть 9,69 м. Обочины на ширину 1 м укрепляются слоем малопрочного щебня толщиной 15 см, грунтовые обочины и откосы земляного полотна укрепляются засевом трав по слою растительного грунта толщиной 15 см. Нижняя часть откосов насыпей на затапливаемых участках укрепляется железобетонными плитами до высоты большей на 0,5 м расчетного горизонта высоких вод.

Параметры вертикальных кривых проектной линии

Земляное полотно запроектировано в насыпях и выемках в соответствии с требованиями и рекомендациями [6, 9, 10]. Выделены следующие типы поперечного профиля:

тип I - насыпи с рабочей отметкой до 1 м и заложением откосов 1:3, двухсторонний боковой резерв;

тип II - насыпь с рабочей отметкой 1...3 м и заложением откосов 1:1,5, двухсторонний боковой резерв;

тип III - насыпи с рабочей отметкой 3...6 м с заложением откосов 1:1,5. насыпи с рабочей отметкой 2...6 м и заложением откоса 1:1,5;

тип IV - насыпи с рабочей отметкой 6...12 м и заложением откосов: в верхней части (6 м) 1:1,5 и в нижней части 1:2.

Типы поперечного профиля указаны на продольном профиле дороги. Чертежи поперечных профилей земляного полотна приведены в прил. 3. Параметры земляного полотна на кривых в плане приведены в прил. 4.

Водоотвод обеспечивается боковыми резервами.

Дорога пересекает два постоянных водотока. Характеристика принятых конструкций мостов приведена в табл. 1.6.

Параметры земляного полотна на кривых приведены в прил. 4.

Таблица 1.8 Параметры мостов

Название и тип	Мост балочный с ездой
сооружения	поверху, устои обсыпного типа
Начало	ПК 32
Конец	ПК 32+75
Середина	ПК 32+37,5
Полная длина, м	75
Схема	15+12+15
Начало	ПК 44
Конец	ПК 44+25
Середина	ПК 44+12,5
Полная длина, м	25

1.5 Расчет дорожной одежды

Дорожная одежда облегченного типа, срок службы принимаем 10 лет согласно рекомендаций [7]. Дорожную одежду принимаем равнопрочной на обеих полосах движения: порожнего и грузового направлений. Намечаем конструкцию дорожной одежды (см. табл. 1.9) в соответствии с рекомендациями [12]. Параметры конструкции приведены в табл. 1.9.

Таблица 1.9 Конструкция дорожной одежды

Конструктивный элемент дорожной одежды	Материал слоя	Толщина слоя, см
Покрытие	Черный гравий	15
Слой основания	Гравий	Определить расчетом
Дополнительный слой основания	Песок крупный	Определяется расчетом

Таблица 1.10 Параметры принятой конструкции дорожной одежды

Параметр	Единица измерения	Значение параметра
Тип дорожной одежды	--	облегченный
Расчетный срок службы	лет	10
Тип поперечного профиля	--	Корытный
Группа расчетной нагрузки	--	А,
Величина расчетной динамической нагрузки на колесо Qдр	кН	65
Давление от колеса на покрытие р	МПа	0,6
Диаметр круга равновеликого следу колеса движущегося автомобиля D	см	37
Перспективная (на конец срока службы дороги) среднегодовая суточная интенсивность движения, N	авт./сут.	185
Приведенное к расч. нагрузке среднесуточное число проездов всех колес, расположенных по одному борту расчетного автомобиля, в пределах одной полосы проезжей части (приведенная интенсивность воздействия нагрузки), Np		97,1
Суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности дорожной конструкции за расчетный срок службы дорожной одежды (до капитального ремонта) NcyM		1,27Т05
Заданный уровень надежности н	-	0,85
Коэффициент нормированного отклонения *	-	1,06
Укрепление центральной полосы обочины:
Материал слоя		Черный гравий
Толщина слоя	см	15
Ширина укрепления	м	1

Таблица 1.11 Расчетные характеристики грунтов рабочего слоя земляного полотна

При известном Е_о6щп определяется толина дополнительного слоя для всех участков, выделенных в предыдущей таблице. Находятся отношения Е_о6щп/ Е„ и Е_гр/Е_п от оси ординат (см. рис. 11.2[]) из точки Е_общг/ Е_п восстанавливается перпендикуляр до пересечения с кривой Е_общп/Е_п. Из точки пересечения опускается перпендикуляр к оси абсцисс и таким образом находится значение h„/D, позволяющее рассчитать .

Таблица 1.12 Результаты расчета толщины дополнительного слоя

Участок	Схема увлажнения рабочего слоя	Грунт рабочего	Модуль упругости грунта, МПа	Модуль упругости на пов-ти дополнительного слоя, МПа	Толщина дополнительного слоя (см) и песка при Еп = 130 МПа
начало	конец
ПК1	ПК2	1		65	86	20
ПК5	ПК6
ПК 8	ПК9
ПК11	ПК14
ПК17	ПК 19		Песок
ПК21	ПК22		пылева
ПК24	ПКЗО		тый
ПКЗ	ПК4	2		65	86	20
ПК6+50	ПК7+50
ПК9+50	ПК 10+50
ПК 19+50	ПК20+50
ПК22+50	ПК23+50
ПК15	ПК16	3		65	86	20
ПКЗО	ПК44+50	1		48	86	35
ПК47	ПК49
ПК52+50	ПК53+50		Супесь
ПК58	ПК60		пылева
ПК54	ПК57	2	тая	40	86	44
ПК44+50	ПК46	3		40	86	44
ПК50	ПК52

Общий модуль упругости дорожной конструкции Е'при заданном коэффициенте прочности К_П рассчитывается по формуле:

Е_общ=К_ПЕ_тр, (1.28)

Где Е_общ, Е_тр - соответственно общий расчетный и минимальный требуемый модули упругости дорожной конструкции, МПа.

Величину минимального требуемого общего модуля упругости дорожной конструкции Е_тр (МПа) вычисляют по эмпирической формуле:

Е_тр =98,65(), (1.29)

Где с - эмпирический параметр, для расчетной нагрузки на ось 100 кН, с= 3,55.

Расчетная схема дорожной одежды представлена на рис. 1.1, где Е_общ - общий модуль упругости на поверхности слоя, МПа; Е - модуль упругости материала слоя, МПа; h - толщина слоя, см.

Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба удобно производить с использованием номограммы ([2], рис. 11.2). Эта номограмма связывает между собой три параметра: E_o6ufi/Ej - цифры на кривых; Е_общ(ш+1) /Е, - ось ординат; h/D - ось абсцисс.

Еобщ1 Ео6щ 162,8
Е06щ2 = 99	Черный гравий Е} = 550 hi=15
Еобшз 86	Гравий Е2 = 250 h2=7
Еобщ 4 65	Песок крупный Е3 = 130 И3=20

Рис 1.1 Расчетная схема дорожной одежды

Проверка конструкции на сдвигоустойчивость выполнена по инструкции [2], результаты сведены в табл. 1.13.

Таблица 1.13 Проверка сдвигоустойчивости подстилающего грунта

Так как > К_п, то грунт земляного полотна сдвигоустойчив.

Таблица 1.14 Проверка сдвигоустойчивости малосвязанного песчаного слоя

Поскольку Т_пр/Т > Кп, следовательно, малосвязанный песчаный слой сдвигоустойчив.

Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость приведена в табл. 1.15.

Таблица 1.15 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость

Из табл. 1.15 видно, что конструкция морозоустойчива.

2. Организация вывозки древесины

2.1 Расчет эксплуатационных показателей подвижного состава

Полная масса автопоезда М_АП складывается из следующих составляющих: масса снаряженного тягача М_т; масса снаряженного прицепного состава М_п; масса груза М_г.

Допустимая масса автопоезда М _АП (т) в составе "автомобиль- тягач+прицеп-роспуск" обосновывается по следующим критериям:

1. Ограничение статической нагрузки на ходовую часть

, (2.1)

где

Р - допустимая статистическая нагрузка на ось тягача, кН;

g - ускорение свободного падения, м/с ; m - количество осей автопоезда.

М_АП = 1/9,8 Х(34,4+41,3+41,3+51,2+51,2) - 22,4 т;

2. Преодоление максимального дорожного сопротивления на второй передаче коробки передач (КП) при расчетном значении коэффициента сцепления Ф - 0,25; F =29,21 кН; ,i_max = 0,06;

, (2.2)

3. Возможность трогания с места на остановочном пункте на первой передаче КП при расчетном значении коэффициента сцепления

М_АП = (F+F_don)/g(i_ocm+f₀+f_mp)+a, (2.3)

где

F- касательная сила тяги на первой передаче КП, кН;

F_don - дополнительная сила тяги от буксира, кН;

f_mp - коэффициент сопротивления троганию с места;

а - ускорение при трогании с места, м/

iocm ~ продольный уклон на остановочном пункте.

М_АП= 29,21/9,8(0,01+0,06+0,015)+0,3 = 25,8 т.

Таким образом, допустимая масса автопоезда ЗИЛ-131+ТМЗ-802 для принятых условий составляет 22,4 т.

Полезная нагрузка лесовозного автопоезда Q_n (м ) определяется из следующих требований:

1. Использование грузоподъемности М_гп (т) автопоезда

М_гп = М_АП - М_т - М_п, (2.4)

где

М_т, М_п -- соответственно массы снаряженных тягача и прицепного состава, т.

М_гп = 22,38 - 6,93 - 2,44 = 13,01 т,

2. Допустимая масса пачки хлыстов или деревьев М_д (т) по условию ограничения свеса вершин за коник прицепа-роспуска для автопоезда в составе "автомобиль-тягач+прицеп-роспуск"

Мд=3(1/_g), (2.5)

М_д= 3(1/9.8(34,4+41,3+41,3)-6,93)= 15,03 т.

3. Использование грузовместимости Q_B (м³) грузовых устройств тягача и прицепного состава

Q_B =abhL_n

Подобные документы

• Проектирование участка автомобильной дороги

  Камеральное трассирование на топографической карте. Построение плана автомобильной дороги. Вычисление пикетажных значений точек круговых кривых. Поперечный профиль автомобильной дороги. Проектирование земляного полотна. Расчет объема земляных работ.
  
  курсовая работа [283,4 K], добавлен 05.10.2012
  

• Основы проектирования автомобильных дорог

  Природно-климатические условия проектирования автомобильной дороги. Расчет технических норм автомобильной дороги. Проектирование плана трассы. Расчет неправильного пикета. Проектирование продольного профиля автомобильной дороги. Проект отгона виража.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.10.2008
  

• Проектирование автомобильной дороги

  Краткая характеристика района строительства. Определение технической категории автомобильной дороги. Обоснование норм и параметров проектирования. Расчет искусственных сооружений. Проектирование продольного профиля. Подсчет объемов земляных работ.
  
  курсовая работа [943,9 K], добавлен 12.03.2013
  

• Проектирование автомобильной дороги

  Краткая характеристика района строительства. Определение технической категории автомобильной дороги. Обоснование норм и параметров проектирования. Расчет искусственных сооружений. Проектирование продольного профиля. Подсчет объемов земляных работ.
  
  курсовая работа [909,6 K], добавлен 21.05.2013
  

• Проектирование автомобильной трассы

  Нормы на проектирование трассы и развитие первичных навыков трассирования по карте и проектирования продольного и поперечного профилей дороги. Транспортная характеристика района строительства. Категория дороги, расчет и обоснование технических нормативов.
  
  курсовая работа [101,2 K], добавлен 27.01.2014
  

• Организация строительства участка лесовозной дороги

  Трассирование плана дороги на карте в горизонталях с расчетом элементов кривых. Проектирование продольного профиля и размещение искусственных сооружений. Типовые поперечные профили земляного полотна автомобильных дорог лесозаготовительных предприятий.
  
  курсовая работа [278,0 K], добавлен 11.09.2012
  

• Проектирование автомобильной дороги

  Технические показатели проектируемого участка автомобильной дороги. Определение категории дороги, нормативных предельно допустимых параметров плана и профиля дороги. Обоснование и описание проектной линии трассы. Поперечные профили земляного полотна.
  
  курсовая работа [657,6 K], добавлен 14.11.2011
  

• Проектирование автомобильных дорог и аэродромов

  Рельеф и природно-климатические условия Западно-Казахстанской области. Расчёт технических норм автомобильной дороги. Проектирование плана трассы, продольного и поперечного профиля автомобильной дороги, отгона виража. Расчет объемов насыпей и выемок.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.06.2015
  

• Проект автомобильной дороги в г. Саратов

  Характеристика природных условий г. Саратова. Обоснование категории дороги и технических нормативов. Трассирование автомобильной дороги на карте. Проектирование продольных и поперечных профилей. Подсчет объемов земляного полотна и стоимости строительства.
  
  курсовая работа [309,7 K], добавлен 19.11.2012
  

• Технология возведения земляного полотна автомобильной дороги

  Природные и инженерно-геологические условия района проектирования автомобильной дороги. Определение технической категории дороги. Проектирование вариантов трассы. Продольный и поперечный профили, земляное полотно. Система поверхностного отвода воды.
  
  курсовая работа [347,3 K], добавлен 18.11.2013
  

• Строительство автомобильной дороги

  Природные условия района строительства. Проектирование плана трассы автомобильной дороги, искусственных сооружений, земляного полотна. Оценка решений методом коэффициентов аварийности. Разработка технологии и организации строительства дорожной одежды.
  
  курсовая работа [759,9 K], добавлен 07.10.2014
  

• Реконструкция автомобильной дороги

  Обоснование необходимости реконструкции существующей дороги. Определение расчетной интенсивности движения и требуемого модуля упругости. Анализ продольного профиля и плана существующей автомобильной дороги. Проектирование инженерного обустройства.
  
  дипломная работа [2,1 M], добавлен 29.01.2022
  

• Изыскания автомобильных дорог

  Транспортно - экономическая характеристика автомобильной дороги Сковородино-Джалинда. Технические нормативы на основные элементы трассы. Проектирование плана дороги. Вычисление направлений и углов поворота трассы. Проектирование продольного профиля.
  
  курсовая работа [44,9 K], добавлен 31.05.2008
  

• Строительство продольного профиля дороги

  Определение перспективной интенсивности движения. Разработка основных технических условий для проектирования плана, продольного и поперечного профилей автомобильной дороги. Обоснование продольного уклона дороги для смешанного транспортного потока.
  
  курсовая работа [507,1 K], добавлен 10.12.2012
  

• Проектирование автомобильной дороги в Челябинской области

  Климатические, почвенно-грунтовые, гидрологические и гидрогеологические условия Челябинской области. Экономическая характеристика района проектирования автомобильной дороги. Определение контрольных и руководящих отметок. Расчет объемов земляных работ.
  
  курсовая работа [357,1 K], добавлен 08.03.2015
  

• Ремонт федеральной автомобильной дороги "Богучаны" – "Кодинск" на км 82 – 90 с ПК72 по ПК152 в Богучанском районе Красноярского края

  Экономическая характеристика района проложения трассы. Обоснование капитального ремонта дороги. Проектирование дорожной одежды. Объемы работ по устройству земляного полотна. Оценка автомобильной дороги. Обустройство, организация и безопасность движения.
  
  дипломная работа [341,0 K], добавлен 19.11.2013
  

• Организация строительства автомобильной дороги Белоярский-Асбест

  Транспортно-экономическая характеристика района тяготения дороги Белоярский-Асбест. Технология и организация работ при возведении автомобильной дороги. Расчет основных землеройно-транспортных и строительных работ. Условия применения водопропускных труб.
  
  дипломная работа [2,0 M], добавлен 23.09.2011
  

• Проект автомобильной дороги Завитинск - Поярково

  Рассмотрены вопросы проектирования основных элементов дороги Завитинск-Поярково. Транспортно - экономическая характеристика. Технические нормативы на проектирование. Описание предложенного варианта. Проектирование планов трассы. Расчет поперечного профиля
  
  курсовая работа [68,4 K], добавлен 07.07.2008
  

• Проектирование строительства автомобильной дороги в районе г. Молодечно, Минской области

  Определение основных технических нормативов автомобильной дороги. Проектирование плана закругления малого радиуса. Профили земляного полотна и проезжей части. Определение объемов земляных, планировочных и укрепительных работ. Конструкция дорожной одежды.
  
  курсовая работа [153,1 K], добавлен 26.02.2012
  

• Строительство автомобильной дороги в Липецкой области

  Построение эпюры грузонапряженности и установление категории дороги. Проектирование дороги в плане. Подсчет объёмов работ по отсыпке земляного полотна и устройству труб. Определение сметной стоимости строительства дороги и дорожно-транспортных расходов.
  
  курсовая работа [720,5 K], добавлен 09.03.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам